Question

【題目】氧元素為地殼中含量最高的元素，可形成多種重要的單質(zhì)和化合物。

(1)氧元素位于元素周期表中___________區(qū)；第二周期元素中，第一電離能比氧大的有___________種。

(2)O3可用于消毒。O3的中心原子的雜化形式為___________；其分子的 VSEPR模型為___________，與其互為等電子體的離子為___________(寫出一種即可)。

(3)含氧有機(jī)物中，氧原子的成鍵方式不同會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物性質(zhì)不同。解釋C2H5OH的沸點(diǎn)高于CH3OCH3的原因?yàn)?/span>___________；C2H5OH不能用無水CaCl2千燥是因?yàn)镃a2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+，該離子的結(jié)構(gòu)式可表示為______________________。

(4)氧元素可分別與Fe和Cu形成低價(jià)態(tài)氧化物FeO和Cu2O。

①FeO立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，則Fe2+的配位數(shù)為___________；與O2－緊鄰的所有Fe2+構(gòu)成的幾何構(gòu)型為___________。

②Cu2O立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，若O2－與Cu+之間最近距離為a pm，則該晶體的密度為___________g·cm－3。(用含a、NA的代數(shù)式表示，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)

Answer 1

【答案】p； 3 sp2雜化 平面三角形 NO2﹣ 乙醇分子間可形成氫鍵，沸點(diǎn)高 6 正八面體

【解析】

(1)除了ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號；根據(jù)電離能的變化規(guī)律分析判斷；

(2)根據(jù)公式計(jì)算出O3的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)，再根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷中心原子的雜化形式及其分子的VSEPR模型，與其互為等電子體的離子中含有3個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)是18；

(3)形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高；對于配離子[Ca(C2H5OH)4]2+可以結(jié)合常見配合物的結(jié)構(gòu)與成鍵分析解答；

(4)①根據(jù)體心位置的Fe2+判斷Fe2+的配位數(shù)；根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖判斷與O2-緊鄰的所有Fe2+構(gòu)成的幾何構(gòu)型；

②若O2-與Cu+之間最近距離為apm，該距離為晶胞體對角線的，則晶胞體對角線長度=4apm，計(jì)算出晶胞的棱長，根據(jù)化學(xué)式判斷出各球表示的微粒，再結(jié)合密度的計(jì)算公式計(jì)算。

(1)除了ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號，O原子最后通入的電子是p電子，所以O元素位于p區(qū)；第二周期元素中，第一電離能比O元素大的有N、F、Ne元素，所以有3種元素，故答案為：p；3；

(2)O3的中心原子的價(jià)層電子對個(gè)數(shù)＝2+＝3且含有1個(gè)孤電子對，根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷中心原子的雜化形式為sp2雜化、其分子的 VSEPR模型為平面三角形，與其互為等電子體的離子中含有3個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)是18，與其互為等電子體的陰離子有NO2﹣(合理即可)，故答案為：sp2雜化；平面三角形；NO2﹣(合理即可)；

(3)形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高，乙醇能形成分子間氫鍵、甲醚不能形成分子間氫鍵，所以乙醇的熔沸點(diǎn)比甲醚高；C2H5OH不能用無水CaCl2干燥是因?yàn)?/span>Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+，該離子中鈣離子為中心離子，乙醇為配體，乙醇中O原子提供孤電子對、鈣離子提供空軌道形成配位鍵，其結(jié)構(gòu)為，故答案為：乙醇分子間可形成氫鍵，沸點(diǎn)高；；

(4)①Fe2+的配位數(shù)為6；與O2﹣緊鄰的所有Fe2+構(gòu)成的幾何構(gòu)型、與Fe2+緊鄰的所有O2﹣構(gòu)成的幾何構(gòu)型相同，根據(jù)知，表中有標(biāo)記的這幾個(gè)離子形成正八面體，同理可推，與O2﹣緊鄰的所有Fe2+構(gòu)成的幾何構(gòu)型為正八面體，故答案為：6；正八面體；

②若O2﹣與Cu+之間最近距離為apm，該距離為晶胞體對角線的，則晶胞體對角線長度＝4apm，晶胞棱長＝＝×10﹣10 cm，晶胞體積＝(×10﹣10 cm)3，該晶胞中白球離子個(gè)數(shù)＝1+8×＝2、灰球離子個(gè)數(shù)為4，根據(jù)化學(xué)式Cu2O知，灰色球表示亞銅離子、白色球表示氧離子，則該晶體的密度＝= g/cm3＝g/cm3，故答案為：。